2024年4月13日发(作者:阙振宇)
第六节 铝锡铅
一.知识梳理
1.铝及其化合物
1·1 铝单质
性质:银白色、质软、轻而富有延展性;具有良好的导电性。化学性质的主要特征是亲
氧性与两性。
①铝在燃烧时可以放出大量的热:
工业上常用铝来还原其他金属的氧化物制备金属单质,称为铝热法。
②铝属两性金属,既可与酸反应也可与碱反应:
2Al + 6H
+
= 2Al
3+
+ 3H
2
2Al + 2NaOH + 6H
2
O = 2NaAl (OH)
4
+ 3H
2
但浓、冷的浓H
2
SO
4
及浓HNO
3
可使其纯化,因此可用铝罐储运浓硝酸。
1·2 铝的卤化物
三卤化铝( AlX
3
)是一类很重要的化合物,其中除了AlF
3
是离子化合物外,其他AlX
3
均是
共价化合物。
AlX
3
: AlF
3
AlCl
3
AlBr
3
AlI
3
共价性依次增加
(1)AlF
3
为离子型晶体,性质也比较特殊,它是白色难溶于水的固体, Al的配位数为6,
气态AlF
3
是单分子的。
(2)AlCl
3
在液态或气态时以二聚体的形式存在:Al
2
Cl
6
。在Al
2
Cl
6
分子中,每个铝原子
以sp
3
杂化轨道与四个Cl原子成键,处于四面体环境中。两个Al原子与两端的四个Cl原子
共处于一个平面中,中间两个Cl原子位于该平面的两端,形成桥式结构,并与上述平面垂
直,两个桥Cl各与一个Al原子形成配键,可理解为三中心四电子键。
铝原子是缺电子原子,因此AlCl
3
表现为Lewis酸性,有强烈的加合倾向。与BCl
3
结构
比较:
①Al形成p-pπ键能力明显低于B;
②Al有空3d轨道;
③Al半径大,易形成配位数高的化合物。
(3)性质:无色晶体,熔点低,易挥发,能溶于有机溶剂。溶于水强烈水解:
AlCl
3
+ 3H
2
O = Al(OH)
3
+ 3HCl
2.锡、铅的单质
2·1 锡单质
锡主要的化学反应有:
Sn + O
2
= SnO
2
Sn + 2X
2
= SnX
4
(X=Cl,Br)
Sn + 2HCl = SnCl
2
+ H
2
3Sn + 8 HNO
3
(稀)= 3Sn(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Sn + 4HNO
3
(浓)= SnO
2
.nH
2
O + 4NO
2
--
Sn + 2OH +4H
2
O =Sn(OH)
6
2
+ 2H
2
2·2 铅单质
铅易与稀硝酸和醋酸反应生成易溶的硝酸盐和醋酸配合物:
3Pb + 8 HNO
3
(稀)= 3Pb(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Pb + 2HAc = Pb(Ac)
2
+ H
2
--
Pb + OH + 2H
2
O = Pb(OH)
3
+ H
2
3.锡、铅的氧化物
3·1 锡和铅的氧化物
MO 混合氧化态型 MO
2
SnO黑 SnO
2
冷-白,热-黄
PbO黄 Pb
2
O
3
橙 PbO
2
棕
(密陀僧) Pb
3
O
4
红(铅丹)
(1)氧化还原性
PbO
2
是强氧化剂:
PbO
2
+4HCl(浓)=PbCl
2
+Cl
2
↑+2H
2
O
PbO
2
+ 2H
2
SO
4
== 2PbSO
4
+ O
2
+ 2H
2
O
5Pb
2+
+2MnO
4
-
+2H
2
O 5PbO
2
+2Mn
2+
+4H
+
(2)Pb
3
O
4
的混价证明
Pb
3
O
4
+ HNO
3
== Pb(NO
3
)
2
+ PbO
2
+ H
2
O
K
2
CrO
4
Ag
PbCrO
4
↓
5PbO
2
+2Mn
2+
+4H
+
== 5Pb
2+
+2MnO
4
-
+2H
2
O
3·2 锡、铅的氢氧化物
Sn(OH)
2
Pb(OH)
2
Sn(OH)
4
PbO
2
白 白 白 棕色
酸性增强,碱性减弱→
氧化性增强,还原性减弱→
4.锡、铅的卤化物
MCl
2
:离子型 MCl
4
:共价型
4·1 SnCl
2
:
(1)易水解:SnCl
2
+H
2
O Sn (OH)Cl↓+HCl
(2)与X
-
形成配离子:SnCl
2
+ 2Cl
-
SnCl
4
2-
(SnCl
3
-
)
稳定性顺序:F
-
>>Cl
-
>Br
-
+++
(3)还原性:SnCl
2
是强还原剂,能把Fe
3
还原成Fe
2
,将Hg
2
还原为Hg
2
Cl
2
白色沉淀,
SnCl
2
过量时,进一步将Hg
2
Cl
2
还原成黑色单质Hg。
2Sn
2+
+ O
2
+4H
+
= 2Sn
4+
+2H
2
O
Sn
4+
+Sn Sn
2+
SnCl
2
(适量) + 2HgCl
2
→Hg
2
Cl
2
↓白+ SnCl
4
SnCl
2
+ Hg
2
Cl
2
→2Hg↓黑+ SnCl
4
4·2 铅的卤化物
PbF
4
PbCl
4
无色晶体 黄色油状液体
PbF
2
PbCl
2
PbBr
2
PbI
2
无色晶体 白色晶体 白色晶体 金黄色晶体
PbCl
2
:难溶于冷水,易溶于热水,也能溶于浓HCl
PbI
2
: 难溶于冷水,易溶于沸水,也能溶于HI
5.锡的硫化物
Sn
2+
SnS 暗棕色↓
Sn
4+
+ H
2
S → SnS
2
黄色↓俗称“金粉”
Pb
2+
PbS 黑色↓
+
将H
2
S通入Sn
2
溶液中生成暗棕色SnS沉淀,SnS能溶于中等浓度的盐酸和多硫化铵
溶液中(NH
4
)
2
S
2
中,后者生成硫代锡酸盐。
+--
SnS + 2H + 4Cl = SnCl
4
2
+ H
2
S
--
SnS + S
2
2
= SnS
3
2
将H
2
S通入Sn(IV)溶液生成SnS
2
沉淀,加热时Sn和S直接反应也生成SnS
2
。但两者
晶型不同,溶解性亦不同。前者溶于中等浓度的热盐酸,所以也称为活性SnS
2
;后者难溶
于酸。
活性SnS
2
两性偏酸性,能溶于浓盐酸,也能和硫化钠溶液或碱液反应而溶解:
+--
SnS
2
+ 4H + 6Cl = SnCl
6
2
+ 2H
2
S
--
SnS
2
+ S
2
= SnS
3
2
---
3SnS
2
+ 6OH = 2SnS
3
2
+ Sn(OH)
6
2
+
将H
2
S通入Pb
2
离子溶液生成黑色PbS沉淀。PbS能溶于中等浓度以上的盐酸和稀硝
-
酸,但不与S
2
或多硫化物溶液反应。
+--
PbS + 2H + 4Cl = PbCl
4
2
+ H
2
S
-+2+
3PbS + 2NO
3
+ 8H = 3Pb + 3S + 2NO + 4H
2
O
2024年4月13日发(作者:阙振宇)
第六节 铝锡铅
一.知识梳理
1.铝及其化合物
1·1 铝单质
性质:银白色、质软、轻而富有延展性;具有良好的导电性。化学性质的主要特征是亲
氧性与两性。
①铝在燃烧时可以放出大量的热:
工业上常用铝来还原其他金属的氧化物制备金属单质,称为铝热法。
②铝属两性金属,既可与酸反应也可与碱反应:
2Al + 6H
+
= 2Al
3+
+ 3H
2
2Al + 2NaOH + 6H
2
O = 2NaAl (OH)
4
+ 3H
2
但浓、冷的浓H
2
SO
4
及浓HNO
3
可使其纯化,因此可用铝罐储运浓硝酸。
1·2 铝的卤化物
三卤化铝( AlX
3
)是一类很重要的化合物,其中除了AlF
3
是离子化合物外,其他AlX
3
均是
共价化合物。
AlX
3
: AlF
3
AlCl
3
AlBr
3
AlI
3
共价性依次增加
(1)AlF
3
为离子型晶体,性质也比较特殊,它是白色难溶于水的固体, Al的配位数为6,
气态AlF
3
是单分子的。
(2)AlCl
3
在液态或气态时以二聚体的形式存在:Al
2
Cl
6
。在Al
2
Cl
6
分子中,每个铝原子
以sp
3
杂化轨道与四个Cl原子成键,处于四面体环境中。两个Al原子与两端的四个Cl原子
共处于一个平面中,中间两个Cl原子位于该平面的两端,形成桥式结构,并与上述平面垂
直,两个桥Cl各与一个Al原子形成配键,可理解为三中心四电子键。
铝原子是缺电子原子,因此AlCl
3
表现为Lewis酸性,有强烈的加合倾向。与BCl
3
结构
比较:
①Al形成p-pπ键能力明显低于B;
②Al有空3d轨道;
③Al半径大,易形成配位数高的化合物。
(3)性质:无色晶体,熔点低,易挥发,能溶于有机溶剂。溶于水强烈水解:
AlCl
3
+ 3H
2
O = Al(OH)
3
+ 3HCl
2.锡、铅的单质
2·1 锡单质
锡主要的化学反应有:
Sn + O
2
= SnO
2
Sn + 2X
2
= SnX
4
(X=Cl,Br)
Sn + 2HCl = SnCl
2
+ H
2
3Sn + 8 HNO
3
(稀)= 3Sn(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Sn + 4HNO
3
(浓)= SnO
2
.nH
2
O + 4NO
2
--
Sn + 2OH +4H
2
O =Sn(OH)
6
2
+ 2H
2
2·2 铅单质
铅易与稀硝酸和醋酸反应生成易溶的硝酸盐和醋酸配合物:
3Pb + 8 HNO
3
(稀)= 3Pb(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Pb + 2HAc = Pb(Ac)
2
+ H
2
--
Pb + OH + 2H
2
O = Pb(OH)
3
+ H
2
3.锡、铅的氧化物
3·1 锡和铅的氧化物
MO 混合氧化态型 MO
2
SnO黑 SnO
2
冷-白,热-黄
PbO黄 Pb
2
O
3
橙 PbO
2
棕
(密陀僧) Pb
3
O
4
红(铅丹)
(1)氧化还原性
PbO
2
是强氧化剂:
PbO
2
+4HCl(浓)=PbCl
2
+Cl
2
↑+2H
2
O
PbO
2
+ 2H
2
SO
4
== 2PbSO
4
+ O
2
+ 2H
2
O
5Pb
2+
+2MnO
4
-
+2H
2
O 5PbO
2
+2Mn
2+
+4H
+
(2)Pb
3
O
4
的混价证明
Pb
3
O
4
+ HNO
3
== Pb(NO
3
)
2
+ PbO
2
+ H
2
O
K
2
CrO
4
Ag
PbCrO
4
↓
5PbO
2
+2Mn
2+
+4H
+
== 5Pb
2+
+2MnO
4
-
+2H
2
O
3·2 锡、铅的氢氧化物
Sn(OH)
2
Pb(OH)
2
Sn(OH)
4
PbO
2
白 白 白 棕色
酸性增强,碱性减弱→
氧化性增强,还原性减弱→
4.锡、铅的卤化物
MCl
2
:离子型 MCl
4
:共价型
4·1 SnCl
2
:
(1)易水解:SnCl
2
+H
2
O Sn (OH)Cl↓+HCl
(2)与X
-
形成配离子:SnCl
2
+ 2Cl
-
SnCl
4
2-
(SnCl
3
-
)
稳定性顺序:F
-
>>Cl
-
>Br
-
+++
(3)还原性:SnCl
2
是强还原剂,能把Fe
3
还原成Fe
2
,将Hg
2
还原为Hg
2
Cl
2
白色沉淀,
SnCl
2
过量时,进一步将Hg
2
Cl
2
还原成黑色单质Hg。
2Sn
2+
+ O
2
+4H
+
= 2Sn
4+
+2H
2
O
Sn
4+
+Sn Sn
2+
SnCl
2
(适量) + 2HgCl
2
→Hg
2
Cl
2
↓白+ SnCl
4
SnCl
2
+ Hg
2
Cl
2
→2Hg↓黑+ SnCl
4
4·2 铅的卤化物
PbF
4
PbCl
4
无色晶体 黄色油状液体
PbF
2
PbCl
2
PbBr
2
PbI
2
无色晶体 白色晶体 白色晶体 金黄色晶体
PbCl
2
:难溶于冷水,易溶于热水,也能溶于浓HCl
PbI
2
: 难溶于冷水,易溶于沸水,也能溶于HI
5.锡的硫化物
Sn
2+
SnS 暗棕色↓
Sn
4+
+ H
2
S → SnS
2
黄色↓俗称“金粉”
Pb
2+
PbS 黑色↓
+
将H
2
S通入Sn
2
溶液中生成暗棕色SnS沉淀,SnS能溶于中等浓度的盐酸和多硫化铵
溶液中(NH
4
)
2
S
2
中,后者生成硫代锡酸盐。
+--
SnS + 2H + 4Cl = SnCl
4
2
+ H
2
S
--
SnS + S
2
2
= SnS
3
2
将H
2
S通入Sn(IV)溶液生成SnS
2
沉淀,加热时Sn和S直接反应也生成SnS
2
。但两者
晶型不同,溶解性亦不同。前者溶于中等浓度的热盐酸,所以也称为活性SnS
2
;后者难溶
于酸。
活性SnS
2
两性偏酸性,能溶于浓盐酸,也能和硫化钠溶液或碱液反应而溶解:
+--
SnS
2
+ 4H + 6Cl = SnCl
6
2
+ 2H
2
S
--
SnS
2
+ S
2
= SnS
3
2
---
3SnS
2
+ 6OH = 2SnS
3
2
+ Sn(OH)
6
2
+
将H
2
S通入Pb
2
离子溶液生成黑色PbS沉淀。PbS能溶于中等浓度以上的盐酸和稀硝
-
酸,但不与S
2
或多硫化物溶液反应。
+--
PbS + 2H + 4Cl = PbCl
4
2
+ H
2
S
-+2+
3PbS + 2NO
3
+ 8H = 3Pb + 3S + 2NO + 4H
2
O